Magnetvälja arvutamise meetodid

Magnetväljade arvutamiseks on mitut tüüpi ülesandeid. Lisaks magnetväljas töötavate ahelate induktiivsuse määramise ülesannetele on ka ülesanded magnetvälja arvutamiseks keerulistes ferromagnetilistes struktuurides, ülesanded voolude jaotamiseks kindlas mahus etteantud intensiivsusega magnetvälja saamiseks jne.

Magnetväljade arvutamise meetodid võib jagada analüütiliseks, graafiliseks ja eksperimentaalseks Magnetvälja arvutamise meetodid võib jagada analüütiliseks, graafiliseks ja eksperimentaalseks Magnetväljade arvutamise meetodid võib jagada:

• analüütiline;

• graafiline;

• eksperimentaalne.

Analüütilistes meetodites kasutatakse Poissoni võrrandite integreerimist (alade jaoks, kus voolab vool), Laplace'i tasemete integreerimist (alade jaoks, mida voolud ei hõivata), peegelpiltide meetodit jne. Sfäärilise või silindrilise sümmeetria korral kasutatakse üldiste toimimisseaduste valemeid.

Magnetiseeritud kandja juuresolekul saab probleeme lahendada nii skalaar- kui ka vektormagnetpotentsiaalide abil. Kui vabad voolud on väljaspool meid huvitavat mahtu, on kõige parem probleem lahendada skalaarpotentsiaalide abil. Sel juhul väljendatakse piirtingimusi skalaarpotentsiaaliga.

Magnetvälja arvutamiseks pidevas ferromagnetilises keskkonnas kasutatakse meetodit, mis põhineb magnetvälja võrrandite sarnasusel elektrit juhtivas keskkonnas alalisvoolu võrranditega. Meetod kehtib aga samadel piirtingimustel, mis tavaliselt nii ei ole.

Tegelikult, kuigi juhtmete ümber oleva ruumi elektrijuhtivus on null, puuduvad magnetvoo jaoks isolaatorid ja üksikute elementidega paralleelne voo leke võib olla märkimisväärne. Mida suurem on magnetahela magnetiline läbilaskvus, seda vähem vigu saadakse.

Vaatamata tulemuste konvergentsile on voolutee kujutamine magnetahela kujul elektrimasinate ja -seadmete projekteerimise aluseks, kuna see võimaldab teha arvutusi juhtudel, kus ülesande lahendamine üldiste meetoditega. on praktiliselt võimatu.

Ferromagnetiliste ainete juuresolekul tehtavate arvutuste keeruliseks põhjuseks on magnetilise läbitavuse mittelineaarne sõltuvus väljatugevusest. Kui see sõltuvus on teada, lahendatakse probleem järjestikuste lähenduste meetodil.

Esiteks leitakse lahendus eeldusel, et läbilaskvuse väärtus on konstantne.Seejärel, pärast läbilaskvuse määramist magnetahela erinevates punktides, lahendatakse probleem uuesti, võttes arvesse magnetilise läbitavuse väärtuse parandusi. Arvutamist korratakse seni, kuni saadakse magnetvälja tugevuse või magnetilise induktsiooni väärtuste lubatud kõrvalekalded ettenähtust.

Analüütilised meetodid võimaldavad matemaatilise iseloomuga raskuste tõttu lahendada väga väikese hulga probleeme. Juhtudel, kui välja arvutamine analüütiliste meetoditega on keeruline, kasutage põllupildi graafilist konstrueerimist. Seda meetodit saab kasutada kahemõõtmeliste pöörlemisväljade arvutamiseks.

Väga rasketel juhtudel, eriti ruumiväljade puhul, kasutavad nad välja eksperimentaalset uuringut, mis seisneb välja üksikutes punktides induktsiooni määramises ühe selle suuruse mõõtmise meetodi abil.

Kasutatakse ka juhtivas keskkonnas vooluvälju kasutavat simulatsiooni, mis põhineb juhtivas keskkonnas oleva välja ja pöörismagnetvälja analoogial.

Lihtsaim magnetvälja kvalitatiivne uuring tehakse välja mustri määramisel, kasutades mitteferromagnetilise materjali tasasele lehele valatud teraslaastu või vedelikus, näiteks petrooleumis, suspendeeritud raudoksiidi pulbreid. Viimast meetodit kasutatakse laialdaselt terasetoodete defektide magnetiliseks tuvastamiseks.

Tulevikus käsitleme saidil «Kasulik elektrikule» mitmeid tüüpilisi magnetväljade arvutamise ülesandeid: elektromagnetpalli välja arvutamine ühtlases magnetväljas vaakumis (õhus), meetodi kasutamise meetod. peegelpildid magnetväljade arvutamiseks, näited erinevate magnetahelate arvutustega.

Vaata ka:

Milleks on ette nähtud magnetahelate arvutamine?

Voolu juhtiva pooli magnetväli

Magnetväljade mõõtmise põhimõtted, instrumendid magnetvälja parameetrite mõõtmiseks